Алгоритм расчета.

Расчеты зазоров и посадки осуществляются в следующем порядке:

1. Определяется величина среднего удельного давления (н/м²):

. (2.10)

2. Определяется допускаемая минимальная толщина масляного слоя, мкм:

. (2.11.)

3. Задается рабочая температура подшипника и определяется значение динамической вязкости масла. В справочнике [1] приведены значения вязкости масла, которые соответствуют рабочей температуре 50 ⁰С. Для других значений температуры динамическая вязкость масла рассчитываем по формуле:

, (2.12.)

где t – фактическая температура масла, ⁰С;

n – показатель степени, зависящий от кинематической вязкости масла (обычно принимают n=2,8)

- табличное значение динамической вязкости масла при температуре 50 ⁰С 10^-3 нс/м².

4. Рассчитывается значение безразмерного коэффициента А_h, зависящего от относительного эксцентриситета χ и отношения l/d_н.с:

. (2.13.)

5. По графику на рис. 2.5. определяется, используя значения А_h и l/d_н.с, минимальный относительный эксцентриситет , при котором толщина масляного слоя минимальна. По значению вычисляется диаметральный зазор:

. (2.14.)

Рис. 2.5. График зависимости безразмерного коэффициента А_h от относительного эксцентриситета χ и отношения l/d_н.с.

Относительный эксцентриситет , соответствующий зазору S_min = [h_min], должен быть не менее 0,3. При малых зазорах, если <0,3, могут возникнуть самовозбуждающие колебания вала в подшипниках. Поэтому если получилось меньше 0,3, то по графику на рис. 2.5. находится значение при =0,3 и заданном отношении l/d_н.с , а затем определяется минимальный допускаемый зазор:

. (2.15.)

6. По найденному значению А_h (рис 2.5.) находится максимальный относительный эксцентриситет , при котором (см. рис. 2.4.)определяется максимальный допускаемый зазор:

. (2.16.)

Для выбора посадки наряду условиями

, (2.17.)

, (2.18.)

используется дополнительное условие – средний зазор S_c в посадке должен быть примерно равен оптимальному:

. (2.19.)

(А_опт и находятся по рис. 2.5.)

7. Максимальная толщина масляного слоя при оптимальном зазоре определяется по формуле:

. (2.20.)

По таблице СТ СЭВ 144-75 (см. [1] табл. 1.47. Предельные зазоры в посадках при размерах от 1 до 500 мм) определяется предпочтительная посадка, соответствующая условиям подбора.

При данной посадке определяется минимальный запас на износ

. (2.21.)

8. Проводится упрощенный тепловой расчет подшипника скольжения. Поскольку наибольшее тепловыделение в подшипнике происходит при минимальном зазоре, определяется вероятностный минимальный зазор:

. (2.22.)

9. Определяется коэффициент нагруженности:

. (2.23.)

10. По таблице 2.1. и значению C_R находится относительный эксцентриситет .По таблице 2.2. при данных значениях и l/d_н.с находится C_М коэффициент сопротивления вращению, соответствующий зазору S_min.

Таблица 2.1.

Значения при l/d_н.с. для половинных подшипников.

χ	Значения при l/dн.с
0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2	1,3	1,5	2,0
0,3	0,209	0,255	0,299	0,339	0,375	0,408	0,438	0,464	0,488	0,509	0,547	0,611
0,4	0,225	0,274	0,319	0,360	0,397	0,431	0,461	0,487	0,510	0,531	0,566	0,626
0,5	0,232	0,282	0,327	0,367	0,402	0,434	0,462	0,487	0,508	0,527	0,558	0,609
0,6	0,233	0,281	0,324	0,361	0,394	0,423	0,448	0,469	0,488	0,504	0,531	0,576
0,65	0,230	0,276	0,317	0,352	0,383	0,410	0,433	0,452	0,469	0,484	0,507	0,547
0,7	0,227	0,271	0,310	0,344	0,372	0,396	0,417	0,434	0,450	0,463	0,484	0,518
0,75	0,220	0,262	0,298	0,328	0,351	0,375	0,393	0,408	0,421	0,432	0,450	0,479
0,8	0,208	0,251	0,283	0,310	0,332	0,350	0,367	0,378	0,389	0,398	0,413	0,437
0,85	0,200	0,234	0,261	0,284	0,302	0,317	0,329	0,339	0,347	0,354	0,366	0,384
0,9	0,179	0,206	0,228	0,246	0,259	0,270	0,279	0,286	0,292	0,297	0,305	0,318
0,925	0,169	0,193	0,212	0,226	0,237	0,246	0,253	0,259	0,264	0,268	0,274	0,284
0,95	0,145	0,164	0,178	0,188	0,196	0,202	0,207	0,211	0,215	0,217	0,222	0,229
0,975	0,115	0,127	0,135	0,141	0,146	0,149	0,152	0,154	0,156	0,158	0,160	0,164
0,99	0,081	0,087	0,091	0,095	0,096	0,098	0,100	0,101	0,101	0,102	0,103	0,105
Определение величины зазора S, при котором устанавливается данная толщина масляного слоя h: рассчитывается (при данном h) ; из таблицы по Аh определяется χ; зазор

Таблица 2.2

Коэффициент сопротивления вращению С_М для половинных подшипников с учетом трения в нерабочей части.

11. Определяется коэффициент трения в подшипнике:

(2.24)

12. Определяется мощность теплообразования:

(2.25)

13. Определяется теплоотвод через корпус и вал подшипника:

, (2.26)

где k_т – коэффициент теплоотдачи, минимальное значение которого можно принять равным 18,5 Вт/(м²˚С);

t₀ – температура окружающей среды, обычно 20˚С.

Если Q>Q₁ , то принимаются меры для увеличения Q₁: принудительный обдув корпуса (увеличивается k_Т ), либо принудительная прокачка масла через подшипник.

14. Определяется объём масла, прокачиваемого через подшипник:

, (2.27)

где С = 1660…2100 Дж/(кг·°С) – теплоёмкость масла;

p = 870…890 кг/м³ - плотность масла.

t_вх и t_вых - температура масла соответственно на входе и выходе подшипника.

Варианты задач для проведения практического занятия по расчету посадок с зазором приведены в Приложении 2.